KR20100132465A - Use of structured packings which have one or more backup layers and one or more separation layers - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하나 이상의 백업 층 및 하나 이상의 분리 층을 갖는 구조화 패킹의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to the use of structured packings having at least one backup layer and at least one separating layer.
EP-A 1 074 296에는 액체 및 기체 양의 적합한 조정에 의해, 주로 분산 기체 상을 갖는 발포층이 표적 방식으로 패킹 층의 제1 영역, 특히 하부 영역을 형성하고, 동시에 주로 연속 기체 상을 갖는 액체의 필름 유동이 표적 방식으로, 패킹 층의 제2 영역, 특히 상부 영역을 형성하는 식으로 높이에 따라 다양한 내부 구조를 갖는 하나 이상의 패킹 층을 갖는, 컬럼에서의 액체 및 기체 사이의 열 교환 및 물질 전달을 위한 구조화 패킹이 개시되어 있다.EP-A 1 074 296 discloses, by suitable adjustment of the liquid and gas amounts, that a foam layer, mainly with a dispersed gas phase, forms in a targeted manner the first region, in particular the lower region, of the packing layer and at the same time mainly has a continuous gas phase. Heat exchange between the liquid and the gas in the column, in which the film flow of the liquid has at least one packing layer having a variety of internal structures depending on the height in such a way that it forms a second region, in particular an upper region, of the packing layer and Structured packing for mass transfer is disclosed.
이러한 패킹은 주로 분산 액체 상을 갖는 패킹 컬럼 및 주로 연속 액체 상을 갖는 트레이 컬럼 사이의 전이 형태이고, 패킹 컬럼의 유리한 특성, 특히 액적 유입(drop entrainment) 및 추가로 패킹 표면상 물질 전달의 방지와 함께 트레이 컬럼의 유리한 특성, 특히 발포층에서의 높은 물질 전달 성능을 겸비한다.This packing is in the form of a transition between a packing column with a predominantly dispersed liquid phase and a tray column with a predominantly continuous liquid phase, and advantageous properties of the packing column, in particular drop entrainment and further prevention of mass transfer on the packing surface. Together they combine the advantageous properties of the tray column, in particular the high mass transfer performance in the foam layer.
특히 이러한 패킹이 구비된 컬럼의 경우, 종래의 구조화 패킹을 갖는 컬럼과 비교하여 분리 효율이 실질적으로 최대 60%까지 더 높다. 컬럼의 분리 효율은 통상적으로 컬럼 높이 미터 당 이론단수 (nth/m) 또는 이론단의 등가 높이 (hetp)로 정의된다.In particular for columns with such packing, the separation efficiency is substantially up to 60% higher compared to columns with conventional structured packing. The separation efficiency of a column is typically defined as the theoretical number of columns per meter of column height (n th / m) or the equivalent height of the theoretical stage (hetp).
액체가 매우 유사한 성분들을 포함하는 물질의 혼합물의 증류 분리를 위해서, 선택 용매의 첨가와 함께 추출 증류를 자주 실시한다. 선택 용매는 제거될 물질보다 더 높은 비점을 갖는 물질 또는 물질의 혼합물이다. 추출 증류에 의해 분리되어야 하는 물질 혼합물의 첨가제로서의 선택 용매는, 추출 증류에서 단(plate)의 효율이 선택 용매를 첨가하지 않는 고전적인 증류의 경우 약 70 내지 80%인데 비해, 단지 약 15 내지 60%인 결과를 갖는다. Extractive distillation is often carried out with the addition of a selective solvent for the distillation separation of a mixture of substances whose liquids comprise very similar components. The solvent of choice is a substance or mixture of substances having a higher boiling point than the substance to be removed. The optional solvent as an additive of the material mixture to be separated by extractive distillation is only about 15 to 60, whereas the efficiency of the plate in the extractive distillation is about 70 to 80% for classical distillation without addition of the selective solvent. It has a result of%.
따라서, 추출 증류로 물질을 분리하기 위해서는, 큰 높이의 패킹 및 이에 상응하는 컬럼이 필요하다.Thus, in order to separate the material by extractive distillation, a high height packing and a corresponding column are required.
따라서, 추출 증류에 대한 컬럼의 분리 효율을 개선시키거나, 동일한 분리 기능을 위한 추출 증류의 컬럼 높이를 감소시키는 것이 본 발명의 목적이다. Therefore, it is an object of the present invention to improve the separation efficiency of the column for extractive distillation or to reduce the column height of the extractive distillation for the same separation function.
본 발명의 목적은SUMMARY OF THE INVENTION
하나 이상의 백업 층에서 범람점(flooding point)에 도달하거나 또는 범람점을 초과하도록 선택된 비표면적을 갖는 하나 이상의 백업 층, 및 범람점에 도달하지 않도록 선택된 비표면적을 갖는 하나 이상의 분리 층을 갖는 구조화 패킹을,Structured packing with one or more backup layers having a specific surface area selected to reach or exceed the flooding point in one or more backup layers, and one or more separation layers having a specific surface area selected to not reach the flood point of,
선택 용매를 첨가한 추출 증류에 의해 물질을 포함하는 혼합물로부터 상기 물질을 증류 분리하는 방법을 실시하기 위한 컬럼에서 분리 효과를 갖는 내부물(internal)로서 사용함으로써 달성된다.It is achieved by use as an internal having a separation effect in a column for carrying out a method of distilling off a substance from a mixture comprising the substance by extractive distillation with the addition of a selective solvent.
도 1은 본 발명에 따른 용도를 위한 구조화 패킹의 일 실시양태의 패킹 층을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 용도를 위한 구조화 패킹의 추가의 실시양태의 패킹 층의 앞뒤로 정렬된 패킹 부재를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 용도를 위한 구조화 패킹의 추가의 실시양태의 패킹 층의 앞뒤로 정렬된 패킹 부재를 나타낸다.1 shows a packing layer of one embodiment of structured packing for use according to the invention.
2 shows the packing member aligned back and forth of the packing layer of a further embodiment of the structured packing for use according to the invention.
3 shows the packing member aligned back and forth of the packing layer of a further embodiment of the structured packing for use according to the invention.
소일링(soiling) 후 세척이 어렵고, 구조화 패킹이 항상 맞춤식이라서 대체물의 조달에 시간이 걸리고 비싸므로, 고-비점 용매의 첨가와 함께 실시되는 추출 증류 방법에서 구조화 패킹의 사용이 중요하다는 것은 증류 분리에 대한 공정 기술자들에게 공지되어 있다.Since the cleaning after soiling is difficult, and the structured packing is always customizable, so procurement of replacements is time consuming and expensive, the use of structured packing in the extractive distillation process with the addition of high-boiling solvents is important. It is known to process technicians for.
특히, C4 유분, 즉 분자당 4개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소를 주로 포함하는 탄화수소의 혼합물의 증류 분리의 경우, 특히 공액 이중 결합 또는 삼중 결합을 갖는 성분들의 중합 경향으로 인해, 오염(fouling)의 위험이 증가한다. 또한, 추출 증류용으로 분류되는 많은 선택 용매는 오염을 발생시키는 경향이 있다.In particular, in the case of distillation separation of C 4 fractions, i.e. mixtures of hydrocarbons comprising predominantly hydrocarbons with four carbon atoms per molecule, contamination due to the tendency of polymerization of components with conjugated double or triple bonds, The risk increases. In addition, many of the selective solvents classified for extractive distillation tend to cause contamination.
대조적으로, 놀랍게도 본 발명자들은 범람점에 도달하거나 또는 범람점을 초과하는 하나 이상의 백업 층 및 범람점에 도달하지 않는 하나 이상의 분리 층을 갖고, 높이에 따라 다양한 내부 구조를 갖는 특정 구조화 패킹을 본 발명에 따라 사용함으로써, 충분히 높은 난류가 백업 층 또는 백업 층들에서 보장되고, 이로 인해 추출 증류, 특히 C4 유분의 추출 증류에서의 오염의 위험을 제어할 수 있다는 것을 발견하였다. 기체 상 및 액체 상에서 현저한 난류의 세척(cleaning) 효과로부터 이에 대한 설명이 가능할 것이다.In contrast, surprisingly, the present inventors have found that certain structured packings have one or more backing layers that reach or exceed the flood point and one or more separation layers that do not reach the flood point and that have a specific structured packing that varies in height depending on height. By using according to the present invention, it has been found that sufficiently high turbulence can be ensured in the backup layer or the backup layers, thereby controlling the risk of contamination in the extractive distillation, especially the extractive distillation of the C 4 fraction. This can be explained from the significant turbulence cleaning effects of the gas and liquid phases.
본 발명에 따라, EP-A 1 074 296에 기술된 것과 같은 구조화 패킹, 즉 액체 및 기체 양의 적합한 조정에 의해, 주로 분산 기체 상을 갖는 발포층이 표적 방식으로 패킹 층의 제1 영역, 특히 하부 영역을 형성하고, 동시에 주로 연속 기체 상을 갖는 액체의 필름 유동이 표적 방식으로 패킹 층의 제2 영역, 특히 상부 영역을 형성하는 식으로 높이에 따라 다양한 내부 구조를 갖고, 제1 하부 말단 및 제2 상부 말단을 갖는 하나 이상의 패킹 층을 갖는 패킹이 사용된다.According to the invention, the structured packing as described in EP-A 1 074 296, ie by means of suitable adjustment of the liquid and gas amounts, the foam layer mainly with the dispersion gas phase is subjected to the first region of the packing layer, in particular It has a variety of internal structures depending on the height, in such a way that the film flow of the liquid, which at the same time forms the lower region, and at the same time mainly forms the second region of the packing layer, in particular the upper region, in a targeted manner, the first lower end and Packing with one or more packing layers having a second upper end is used.
구조화 패킹은 정규 구조에서 서로에 대해 수직으로 배열되고, 어셈블리 중에서 매우 일반적으로 체결(fastening) 수단, 예를 들어 금속 와이어, 얇은 금속 막대 또는 시트 금속 스트립에 의해 함께 모이는, 금속 시트, 전신 금속(expanded metal) 및 와이어 직물과 같은 패킹 부재의 다수의 개별 층으로 구성된다. 일반적으로, 이러한 패킹 부재는 기하학적 구조를 갖는데, 예를 들어 굴곡부(bend) 또는 약 4 내지 6 mm의 직경을 갖는 원형 구멍의 형태이다. 개구부는 패킹의 범람 한계를 증가시키고, 더 높은 컬럼 부하를 허용하는 기능을 한다.The structured packings are arranged perpendicular to each other in a regular structure and are very generally in assembly, assembled together by means of fastening means, for example metal wires, thin metal rods or sheet metal strips, expanded metal sheets. metal) and a plurality of individual layers of packing members such as wire fabrics. Generally, such a packing member has a geometry, for example in the form of a bend or a circular hole having a diameter of about 4 to 6 mm. The opening serves to increase the overflow limit of the packing and to allow higher column loads.
기술된 수력학적 작동 상태는 패킹 층의 높이에 대해 유동 저항을 변화시킴으로써 달성될 수 있다. 바람직하게는, 패킹 층의 제1 영역, 임의로는 하부 영역이, 패킹 층의 제2 영역, 임의로는 상부 영역보다 유동 저항이 더 크다.The described hydraulic operating state can be achieved by varying the flow resistance with respect to the height of the packing layer. Preferably, the first region, optionally the lower region, of the packing layer has a higher flow resistance than the second region, optionally the upper region, of the packing layer.
패킹 층의 제1 영역은 바람직하게는 패킹 층의 하부 영역에 존재하고, 패킹 층의 제2 영역은 바람직하게는 패킹 층의 상부 영역에 존재한다. 본 발명의 목적상, 패킹 층의 제1 영역, 임의로는 하부 영역 및 패킹 층의 제2 영역, 임의로는 상부 영역은 바람직하게는 패킹 층의 총 단면 영역에 걸쳐 연장된다. 패킹 층의 제1 하부 영역은 패킹 층의 하부 말단에 바로 인접하고, 패킹 층의 제2 상부 영역은 패킹 층의 상부 말단에 바로 인접할 것이다. 바람직한 실시양태에서, 패킹 층의 제1 영역, 임의로는 하부 영역은 제2 영역, 임의로는 상부 영역에 바로 인접한다.The first region of the packing layer is preferably present in the lower region of the packing layer and the second region of the packing layer is preferably present in the upper region of the packing layer. For the purposes of the present invention, the first region, optionally the lower region and the second region, optionally the upper region, of the packing layer preferably extends over the total cross-sectional area of the packing layer. The first lower region of the packing layer will immediately adjoin the lower end of the packing layer and the second upper region of the packing layer will immediately adjoin the upper end of the packing layer. In a preferred embodiment, the first region, optionally the lower region, of the packing layer is immediately adjacent to the second region, optionally the upper region.
구조화 패킹은 유리하게는 크로스채널 구조를 갖는 편평한 금속 시트 또는 직물 층으로부터 형성되는 시트-금속 또는 직물 패킹이다.Structured packings are advantageously sheet-metal or fabric packings formed from flat metal sheets or fabric layers having a cross-channel structure.
특히, 크로스채널 구조를 형성하는 편평한 금속 시트 또는 직물 층은 하나 이상의 분리 층에서의 수평면에 대해 60°미만의 각도, 바람직하게는 45°의 각도를 이루는 굴곡부를 갖는다.In particular, the flat metal sheet or fabric layer forming the cross-channel structure has a bend at an angle of less than 60 °, preferably 45 ° with respect to the horizontal plane in one or more separation layers.
시트-금속 또는 직물 패킹은 바람직하게는 크로스채널 구조로 형성되어 각각의 경우 2 내지 10개, 바람직하게는 2 내지 4개의 굴곡부의 교차 지점이 분리 층의 높이 위에 존재한다.The sheet-metal or fabric packing is preferably formed in a cross-channel structure so that in each case two to ten, preferably two to four bends of intersection points are above the height of the separating layer.
하나 이상의 분리 층의 높이는 각각의 경우 5 내지 50 cm, 바람직하게는 각각의 경우 10 내지 20 cm이다.The height of the at least one separating layer is in each case 5 to 50 cm, preferably in each case 10 to 20 cm.
본 발명에 따른 용도를 위해서, 이것을 함유하는 혼합물의 다른 성분들과 비교하여 분리하고자 하는 물질 (즉, 목적 생성물)의 상대적 휘발성의 증가를 가져오는 하나 이상의 물질이 선택 용매로서 사용된다. 일반적으로, 이것은 고-비점 물질, 즉 분리하고자 하는 혼합물과 비교하여 비점이 더 높은 물질이다. 특히 바람직하게는, 특히 N-메틸피롤리돈, 디메틸포름아미드 및 아세토니트릴, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 고-비점 극성 물질이 선택 용매로서 사용된다.For the use according to the invention, one or more substances are used as the selection solvent which leads to an increase in the relative volatility of the substance to be separated (ie the desired product) compared to the other components of the mixture containing it. In general, this is a high-boiling substance, ie a substance having a higher boiling point compared to the mixture to be separated. Particularly preferably, high-boiling polar substances selected from N-methylpyrrolidone, dimethylformamide and acetonitrile, or mixtures thereof are used as the selection solvent.
바람직하게는, 1종 이상의 첨가제, 특히 물 및/또는 1종 이상의 C1- 내지 C4-알코올이 선택 용매에 첨가될 수 있다. 모노히드록시 알코올 또는 디올이 C1- 내지 C4-알코올로서 사용될 수 있다. 메탄올 및 n-프로판올 또는 이소프로판올이 바람직하다.Preferably, one or more additives, in particular water and / or one or more C 1 -C 4 -alcohols, can be added to the selection solvent. Monohydroxy alcohols or diols can be used as C 1 -to C 4 -alcohols. Preference is given to methanol and n-propanol or isopropanol.
바람직하게는, 중합 경향을 더 제한하기 위해서 추출 증류는 분리하고자 하는 물질의 비점보다 더 높은 비점을 갖는 1종 이상의 안정화제의 존재 하에 실시될 수 있다.Preferably, extractive distillation may be carried out in the presence of at least one stabilizer having a boiling point higher than that of the material to be separated in order to further limit the tendency of polymerization.
본 발명은 또한 분리하고자 하는 추출 증류에 의한 C4 유분인 혼합물의 분리 방법에서 하나 이상의 백업 층 및 하나 이상의 분리 층을 갖는 구조화 패킹의 용도에 관한 것이다.The invention also relates to the use of structured packings having at least one backup layer and at least one separation layer in a process for separating a mixture which is a C 4 fraction by extractive distillation to be separated.
C4 유분으로부터 1,3-부타디엔을 추출 증류에 의해 분리하고/거나 C4 유분으로부터 부탄 및 부텐을 분리하는 방법에서의 용도가 바람직하다.Preference is given to the use in the process of separating 1,3-butadiene from the C 4 fraction by extractive distillation and / or separating butane and butene from the C 4 fraction.
본 발명은 C4 유분으로부터 1,3-부타디엔을 분리하기 위한 특정 절차에만 제한되지 않는다.The present invention is not limited to any particular procedure for separating 1,3-butadiene from C 4 fractions.
본 발명에 따라, 구조화 패킹은 바람직하게는 DE 101 05 660에 기술된 바와 같이, 즉 C4 유분의 분리가 분할 벽 컬럼의 상부 말단까지 이어지는 분할 벽을 갖는 분할 벽 컬럼 및 분할 벽 컬럼 상류의 추출 세척 컬럼에서 실시되는 방법에서, 추출 증류에 의해 1,3-부타디엔을 수득하기 위한 컬럼에서 사용될 수 있다.According to the invention, the structured packing is preferably as described in DE 101 05 660, ie a split wall column and a split wall column upstream with a split wall where the separation of the C 4 fraction leads up to the upper end of the split wall column. In the process carried out in the washing column, it can be used in a column to obtain 1,3-butadiene by extractive distillation.
더욱 바람직하게는, 높이에 따라 다양한 내부 구조를 갖는 구조화 패킹은 DE 103 22 655에 기술된 것과 같이 C4 유분으로부터 1,3-부타디엔을 분리하기 위한 방법에서 사용된다.More preferably, structured packings having various internal structures depending on the height are used in the process for separating 1,3-butadiene from C 4 fractions as described in DE 103 22 655.
이에 따라, 분할 벽이 제1 부분 영역, 제2 부분 영역 및 하부 공통 컬럼 영역의 형성과 함께 컬럼의 세로 방향으로 정렬되고 컬럼의 상부 말단까지 이어지고, 상류 추출 세척 컬럼에 연결되는 분할 벽 컬럼이 추출 증류를 위해서 사용된다.Thus, the partition wall is extracted with the formation of the first partial region, the second partial region and the lower common column region, the partition wall column being longitudinally aligned with the column and leading up to the upper end of the column and connected to the upstream extraction wash column. Used for distillation.
바람직하게는,Preferably,
- C4 유분을 분할 벽 컬럼의 제1 부분 영역, 바람직하게는 이들의 중간 영역에 공급하고,The C 4 fraction is fed to the first partial region, preferably their middle region, of the dividing wall column,
- 분할 벽 컬럼의 제1 부분 영역으로부터의 상부 스트림을 추출 세척 컬럼의 하부 영역에 공급하고,Supplying a top stream from the first partial region of the split wall column to the bottom region of the extraction wash column,
- 추출 세척 컬럼의 상부 영역에서의 선택 용매의 제1 부분-스트림으로의 처리에 의한 역류 추출을 추출 세척 컬럼에서 수행하고,Countercurrent extraction by treatment of the selected solvent with the first partial-stream in the upper region of the extraction wash column is carried out in the extraction wash column,
- 선택 용매 중에서 1,3-부타디엔보다 덜 가용성인 C4 유분의 성분을 추출 세척 컬럼의 상부를 통해 제거하고,The component of the C 4 fraction which is less soluble than 1,3-butadiene in the optional solvent is removed through the top of the extraction wash column,
- 추출 세척 컬럼으로부터의 저부 스트림을 분할 벽 컬럼의 제1 부분 영역의 상부 영역으로 재순환시키고,Recycle the bottoms stream from the extraction wash column to the top region of the first partial region of the partition wall column,
- 선택 용매의 제2 부분-스트림을 분할 벽 컬럼의 제2 부분 영역의 상부 영역에 공급하고,Supplying a second partial-stream of the selective solvent to the upper region of the second partial region of the split wall column,
상부 생성물을 조질의 1,3-부타디엔으로서 분할 벽 컬럼의 제2 부분 영역 (B)로부터 제거하고,Remove the top product from the second partial region (B) of the split wall column as crude 1,3-butadiene,
공정에 재순환되는 정제된 용매로 이루어진 저부 스트림을 분할 벽 컬럼의 하부 공통 컬럼으로부터 제거한다.The bottoms stream of purified solvent recycled to the process is removed from the bottom common column of the split wall column.
따라서, 바람직하게는, 분리될 C4 유분을 분할 벽 컬럼의 제1 부분 영역, 특히 바람직하게는 이들의 중간 영역에 공급하고, 분할 벽 컬럼의 제1 부분 영역으로부터의 상부 스트림을 상류 추출 세척 컬럼의 하부 영역에 공급하고, 추출 세척 컬럼의 상부 영역에서의 선택 용매의 제1 부분-스트림으로의 처리에 의한 역류 추출을 추출 세척 컬럼에서 수행하고, 선택 용매 중에서 1,3-부타디엔보다 덜 가용성인 C4 유분의 성분을 추출 세척 컬럼의 상부를 통해 제거하고, 특히 바람직하게는 추출 세척 컬럼의 상부의 응축기에서 응축시키고 추출 세척 컬럼에 다시 환류로서 부분적으로 첨가하고, 그렇지 않으면 빈번하게는 라피네이트 1로서 지칭되는 부탄 및 부텐을 주로 포함하는 부산물로서 제거한다.Thus, preferably, the C 4 fraction to be separated is supplied to the first partial region, particularly preferably their middle region, of the split wall column and the top stream from the first partial region of the split wall column is subjected to an upstream extraction wash column. Reflux extraction by feeding to the bottom region of the extract, treatment of the selected solvent in the upper region of the extract wash column with a first sub-stream, is carried out in the extract wash column and is less soluble than 1,3-butadiene in the selected solvent. The components of the C 4 fraction are removed through the top of the extraction wash column, particularly preferably condensed in the condenser at the top of the extraction wash column and partly added back to the extraction wash column as reflux, otherwise frequently raffinate 1 Butane and butene, referred to as, are mainly removed as by-products.
추출 세척 컬럼의 저부 스트림, 즉 선택 용매 이외에 1,3-부타디엔, 부탄, 부텐, 및 선택 용매 중에서 1,3-부타디엔보다 더 가용성인 C4 유분의 성분을 포함하는 스트림을 분할 벽 컬럼의 제1 부분 영역의 상부 영역에 공급함으로써, 선택 용매 중에서 1,3-부타디엔보다 덜 가용성인 성분의 제거와 함께 역류 추출을, 분할 벽 컬럼의 제1 부분 영역의 상부 영역에서 증기 형태로 첨가되는 C4 유분과 상기 스트림 사이의 물질 전달에 의해 분할 벽 컬럼의 제1 부분 영역의 상부에서 수행할 수 있다.The bottoms stream of the extract wash column, i.e. a stream comprising components of 1,3-butadiene, butane, butene, and C 4 fractions more soluble than 1,3-butadiene in the selected solvent, in addition to the selected solvent, By supplying to the upper region of the partial region, a countercurrent extraction with removal of less soluble components than 1,3-butadiene in the selected solvent, is added to the C 4 fraction in the form of steam in the upper region of the first partial region of the split wall column. Mass transfer between the stream and the stream can be carried out at the top of the first partial region of the partition wall column.
분할 벽의 하부 말단에서, 1,3-부타디엔 이외에 선택 용매 중에서 1,3-부타디엔보다 더 가용성인 C4 유분의 성분, 특히 C4-아세틸렌을 포함하는 증기 스트림을 수득한다. 이들은 분할 벽 컬럼의 제2 부분 영역의 상부 영역에 첨가되는 선택 용매의 제2 부분-스트림과 역류 흐름인 올라가는 증기 스트림으로부터 세척된다. 분할 벽 컬럼의 제2 부분 영역으로부터의 증기 상부 생성물을 제거하고, 바람직하게는 이를 컬럼의 상부의 응축기에서 응축시키고, 응축된 상부 스트림의 부분-스트림을 분할 벽 컬럼의 부분 영역 (B)에 환류로서 재순환시키고 그렇지 않으면 응축된 상부 스트림을 조질의 1,3-부타디엔으로서 제거한다.At the lower end of the dividing wall, a vapor stream is obtained which comprises, in addition to 1,3-butadiene, a component of the C 4 fraction which is more soluble than 1,3-butadiene in the selected solvent, in particular C 4 -acetylene. They are washed from a rising vapor stream which is a countercurrent flow with a second sub-stream of the selective solvent added to the upper region of the second partial region of the split wall column. Remove the vapor top product from the second partial region of the partition wall column, preferably condense it in the condenser at the top of the column, and reflux the partial-stream of the condensed top stream to the partial region (B) of the partition wall column. And the condensed top stream as crude 1,3-butadiene.
하부 공통 컬럼 영역에서, 용매의 완전한 탈기를 수행하고, 정제된 용매를 추출 증류 컬럼의 저부에서 수득한다.In the bottom common column region, complete degassing of the solvent is carried out and the purified solvent is obtained at the bottom of the extractive distillation column.
추출 증류 컬럼의 저부 증발기를 통한, 이를 위해 요구되는 에너지 투입을 결정하는데 있어서, 공정 기술자는 선택 용매로서 특정 경우에서 각각의 경우에 사용되는 물질의 혼합물 또는 물질의 열 적재 용량을 고려할 것이다.In determining the energy input required for this, via the bottom evaporator of the extractive distillation column, the process engineer will consider the mixture of materials or the heat loading capacity of the materials used in each case in certain cases as the optional solvent.
추가의 바람직한 실시양태에서, C4 유분으로부터 1,3-부타디엔을 분리하기 위한 추출 증류는 마찬가지로 상류 추출 세척 컬럼에 연결되고 컬럼의 상부 말단까지 이어지는 분할 벽을 갖는 분할 벽 컬럼을 포함하는 플랜트에서 수행되나, 상기 기재된 실시양태와는 대조적으로, 분리되는 C4 유분이 분할 벽 컬럼의 제1 부분 영역에는 공급되지 않고 상류 추출 세척 컬럼의 하부 영역에 공급된다.In a further preferred embodiment, the extractive distillation for separating 1,3-butadiene from a C 4 fraction is likewise carried out in a plant comprising a split wall column having a split wall connected to an upstream extraction wash column and extending to the top end of the column. However, in contrast to the embodiment described above, the C 4 fraction to be separated is supplied to the lower region of the upstream extraction wash column rather than to the first partial region of the split wall column.
추출 증류 컬럼으로부터 분리되는 상류 추출 세척 컬럼에서 부탄 및 부텐을 포함하는 부산물, 소위 라피네이트 1의 회수를 제공하는 것이 절대적으로 필수적인 것은 아니다. 공정을 위한 특정 경계 조건, 특히 분리될 C4 유분의 조성 및 라피네이트 1의 명세를 고려하여, 분할 벽 컬럼의 제1 부분 영역에서 이론단 수를 증가시키는 것이 기술적으로 및 경제적으로 적절하게 실현 가능한 경우, 추출 증류 컬럼으로서 사용되는 분할 벽 컬럼의 제1 부분 영역으로 추출 세척 컬럼을 통합하는 것이 또한 가능하다.It is not absolutely necessary to provide a recovery of the by-product, including butane and butene, the so-called raffinate 1, in an upstream extraction wash column separated from the extractive distillation column. In view of the specific boundary conditions for the process, in particular the composition of the C 4 fraction to be separated and the specification of Raffinate 1, it is technically and economically feasible to increase the theoretical number in the first partial region of the split wall column. In the case, it is also possible to integrate the extract wash column into the first partial region of the split wall column used as the extract distillation column.
백업층을 갖는 구조화 패킹의 본 발명에 따른 용도는 바람직하게는 1,3-부타디엔, 부텐 및 부탄이 각각의 경우 분리된 스트림으로서 수득되는, 선택 용매로의 추출 증류에 의한 C4 유분의 분리 방법에 사용될 수 있다.The use according to the invention of structured packings with a backing layer is preferably a process for separating C 4 fractions by extractive distillation with a selected solvent, in which 1,3-butadiene, butene and butane are in each case obtained as separate streams. Can be used for
본 발명은 1,3-부타디엔, 부탄 및 부텐으로 C4 유분을 분리하기 위한 특정 절차에 제한되지 않는다.The present invention is not limited to any particular procedure for separating C 4 fractions into 1,3-butadiene, butane and butenes.
추출 증류가 이들의 세로 방향으로 정렬되고 컬럼의 상부 말단까지 이어지는 분할 벽을 갖고 이에 따라 제1 상부 영역, 제2 상부 영역 및 하부 공통 컬럼 영역을 형성하는 컬럼에서 수행되는 WO 2004/011406호에 따른 방법에서의 사용이 바람직하며, 여기에서 부탄을 포함하는 상부 스트림이 제1 상부 영역으로부터 분리되고, 부텐을 포함하는 상부 스트림이 제2 상부 부분 영역으로부터 분리되고, 선택 용매 중에서 부탄 및 부텐보다 더 가용성인 C4 유분으로부터의 탄화수소를 포함하는 스트림이 하부 공통 컬럼 영역으로부터 분리된다.The extractive distillation is carried out in accordance with WO 2004/011406, which is carried out in a column which is aligned in their longitudinal direction and which leads to the upper end of the column and thus forms a first upper region, a second upper region and a lower common column region. Use in the process is preferred, wherein the top stream comprising butane is separated from the first upper region and the top stream comprising butene is separated from the second upper partial region and is more soluble than butane and butene in the optional solvent A stream comprising hydrocarbons from the phosphorus C 4 fraction is separated from the bottom common column zone.
바람직하게는, 컬럼의 상부 말단까지 완전히 이어지는 분할 벽을 갖는 분할 벽 컬럼으로부터 제거되고 선택 용매 중에서 부탄 및 부텐보다 더 가용성인 탄화수소를 포함하는 스트림을 제1 증류 컬럼에 공급할 수 있고, 여기서 상기 스트림은 1,3-부타디엔, 프로핀, 임의로는 추가의 저비등물질, 임의로는 물을 포함하는 상부 스트림, 및 1,3-부타디엔, 1,2-부타디엔, 아세틸렌 및 임의로는 추가의 고비등물질을 포함하는 하부 스트림으로 분리되고, 제1 증류 컬럼의 하부 스트림에서의 부타디엔의 비율은 자발적인 분해의 위험이 있는 범위를 벗어나도록 아세틸렌을 희석시킬 정도로 적어도 높고, 제1 증류 컬럼의 상부 스트림이 제2 증류 컬럼에 공급되고 제2 증류 컬럼에서 프로핀, 임의로는 추가의 저비등물질, 임의로는 물을 포함하는 상부 스트림 및 순수 1,3-부타디엔을 포함하는 저부 스트림으로 분리되는 방식으로 조절된다.Preferably, a stream may be fed to the first distillation column which is removed from a split wall column having a split wall extending completely to the top end of the column and comprises hydrocarbons which are more soluble than butane and butene in the selected solvent, wherein the stream is 1,3-butadiene, propene, optionally further low boiler, optionally a top stream comprising water, and 1,3-butadiene, 1,2-butadiene, acetylene and optionally further high boiling material And the ratio of butadiene in the bottoms stream of the first distillation column is at least high enough to dilute the acetylenes outside the range of risk of spontaneous decomposition, and the top stream of the first distillation column is Top stream and pure water 1 which are fed to a second distillation column and comprise propyne, optionally further low boilers, optionally water It is adjusted in a manner that separates into a bottoms stream comprising 3-butadiene.
본 발명은 또한 추출 증류에 의해 혼합물을 분리하며, 추출 증류에 의해 분리하고자 하는 물질이 이소프렌인 방법에서의 하나 이상의 백업 층 및 하나 이상의 분리 층을 갖는 구조화 패킹의 용도에 관한 것이다.The invention also relates to the use of structured packings having at least one backup layer and at least one separation layer in a process wherein the mixture is separated by extractive distillation and the material to be separated by extractive distillation is isoprene.
본 발명은 도면을 참조하여 하기에 보다 상세히 설명될 것이다.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 용도를 위한 구조화 패킹의 실시양태를 나타낸다. 패킹 층 1은 제1 하부 말단 및 제2 상부 말단을 갖는다. 높이 (H)는, 예를 들어 0.2 m이다. 패킹은 굴곡부 (나타내지 않음)가 있는 편평한 금속 시트 (3)을 포함하는 터칭(touching) 평면 패킹 부재 (4)를 갖는다. 참조 번호 4는 패킹의 세로축을 가리킨다. 패킹은 원형 단면을 갖는다. 패킹의 내부 기하구조는 이들의 높이 (나타내지 않음)에 따라 다양하다. 패킹은 그의 내부 기하구조가 제2 상부 분리 층 (2)와 상이한 제1 하부 백업 층 (1)을 갖는다. 백업 층 (1)은 분리 층 (2)보다 더 유동 저항이 크다. 액체 및 기체의 양을 적합하게 조정함으로써, 주로 분산 기체 상을 갖는 발포성 층이 백업 층 (1)에 형성되고 동시에 주로 연속 기체 상을 갖는 액체의 필름 유동이 분리 층 (2)에 형성된다. 백업 층 (1) 및 분리 층 (2)가 패킹의 총 단면 영역에 걸쳐 연장된다.1 shows an embodiment of structured packing for use according to the invention. Packing layer 1 has a first lower end and a second upper end. The height H is 0.2 m, for example. The packing has a touching
도 2 및 3은 본 발명에 따른 용도를 위한 구조화 패킹의 상이한 실시양태이며, 각각의 경우 앞뒤로 정렬된 편평한 금속 시트 (3)을 도식적으로 나타낸다. 실선은 제1, 제3, 제5 등의 편평한 금속 시트 (3)의 굴곡부의 경로를 나타내고, 점선은 제2, 제4, 제6 등의 편평한 금속 시트 (3)의 굴곡부의 경로를 나타낸다.2 and 3 show different embodiments of structured packings for use according to the invention, in each case schematically showing a
1.: 백업 층
2.: 분리 층
3.: 편평한 금속 시트
4.: 패킹의 세로축1 .: backing layer
2 .: Separation layer
3 .: flat metal sheet
4 .: longitudinal axis of packing
Claims (15)
하나 이상의 백업 층 (1)에서 범람점(flooding point)에 도달하거나 이를 초과하도록 선택된 비표면적을 갖는 하나 이상의 백업 층 (1), 및 상기 범람점에 도달하지 않도록 선택된 비표면적을 갖는 하나 이상의 분리 층 (2)를 포함하는 구조화 패킹의 용도.As internals having a separation effect in a column for carrying out a method of distilling off the material from a mixture comprising the desired material by extractive distillation to which a selected solvent is added,
At least one backup layer (1) having a specific surface area selected to reach or exceed a flooding point in at least one backup layer (1), and at least one separation layer having a specific surface area selected to not reach the flood point Use of structured packing comprising (2).
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